Question

已知甲和乙在溶液中的轉化關系如圖所示：。請回答下列問題：

(1)若甲是10電子的陽離子，乙是堿性氣體。1 mol乙通入足量強酸溶液中與H＋反應，反應過程中的能量變化如圖。寫出乙的一種用途________________。該反應的熱化學方程式為___________________________。

 

(2)若甲是CO2，用CO2和NH3反應可以合成尿素，合成尿素的反應分為如下兩步。

第一步：2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸銨)　ΔH1

第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)(尿素)　ΔH2

在一體積為0.5 L的密閉容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，實驗測得反應中各組分的物質的量隨時間的變化如圖Ⅰ所示。

 

①已知總反應的快慢由慢的一步決定，則合成尿素總反應的快慢由第________步反應決定。

②反應進行到10 min時測得CO2的物質的量如圖Ⅰ所示，則前10 min用CO2表示的第一步反應的速率為________。

③第二步反應的平衡常數K隨溫度的變化如圖Ⅱ所示，則ΔH2________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

 

Answer 1

(1)制氮肥　NH3(g)＋H＋(aq)===NH4+(aq)　ΔH＝－(b－c) kJ·mol－1

(2)①二　②0.148 mol·L－1·min－1　③＞

【解析】(1)甲是10電子的陽離子，再根據轉化關系知甲為NH4+，乙為HN3，NH3可用于制氮肥等；題給反應的ΔH＝－(b－c)kJ·mol－1。(2)①由于第二步是液體間的反應，且氨基甲酸銨濃度較小，反應速率較慢，故合成尿素總反應的快慢由第二步決定。②Δc(CO2)＝(1 mol－0.26 mol)÷0.5 L＝1.48 mol·L－1，v(CO2)＝1.48 mol·L－1÷10 min＝0.148 mol·L－1·min－1。由第二步反應的平衡常數K隨溫度變化的圖像可知，溫度升高，化學平衡常數K增大，故溫度升高化學平衡向正反應方向移動，故正反應方向吸熱，即ΔH2＞0。